Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий

 

Изобретение относится к производству строительных материалов с утилизацией активного ила и может быть использовано при изготовлении теплоизоляционных изделий с использованием отходов производства. Задачей изобретения является разработка сырьевой смеси для изготовления теплоизоляционных изделий с повышенной прочностью при изгибе, позволяющего расширить ассортимент строительных материалов с использованием отходов производства, увеличить объем утилизации ила, улучшить этим экологическую обстановку вокруг крупных промышленных городов и снизить энергозатраты при изготовлении изделий. Поставленная задача достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий, включающая активный ил, наполнитель и добавку, согласно изобретению содержит в качестве наполнителя измельченные отходы древесины, а в качестве добавки - хлорид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. %: активный ил 45 - 60; хлорид алюминия 11 - 13; опилки - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к производству строительных материалов с утилизацией активного ила и может быть использовано при изготовлении теплоизоляционных изделий с использованием отходов производства.

Известна масса для изготовления стеновых керамических изделий, включающая следующие компоненты, мас. суглинок 60 80; зола-унос 10.29,5; опилки 10 - 10; активный ил 0,5 9,0 с обжигом этой массы при температуре 970^oC.

Однако при обжиге таких стеновых керамических изделий активный ил выгорает и образует поры, что сужает ассортимент изготавливаемых изделий (в основном керамический кирпич). Это, а также незначительный объем добавляемого ила не позволяют утилизировать активный ил в большом объеме.

Наиболее близкой к изобретению является масса для изготовления теплоизоляционного материала, в которой в качестве наполнителей используются скоп (52,0 58,5 мас.) и вспученный перлитовый песок (16,35 19,0 мас.), в качестве добавок кремнийфтористый натрий (3,5 4,495 мас.), диаммонийфосфат (4,0 6,0 мас.) и гидрофобизатор (0,005 0,015 мас.). Количество активного ила составляет 12,0 24,0 мас. Сушку отформованных изделий производят при температуре 100 105^oC в течение 14 ч.

Очень незначительные объемы используемого активного ила (концентрация 1,0 1,5% по сухому веществу) также не позволяют утилизировать его в большом объеме, а недостаточная прочность (R_изг 0,4 0,8 МПа) изготавливаемых из массы материалов не позволяет использовать их как конструкционно-теплоизоляционный материал. Кроме того, для изготовления изделий необходимы значительные энергозатраты при тепловой обработке (T 100 105^oC) и большая длительность этого процесса (14 ч).

Задача изобретения разработка сырьевой смеси для изготовления теплоизоляционных изделий с повышенной прочностью при изгибе, позволяющего расширить ассортимент строительных материалов с использованием отходов производства (древесных, активного ила), увеличить объем утилизации активного ила, улучшить этим экологическую обстановку вокруг крупных промышленных городов и снизить энергозатраты при изготовлении изделий.

Поставленная задача достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий, включающая активный ил, наполнитель и добавку, согласно изобретению содержит в качестве наполнителя измельченные отходы древесины, а в качестве добавки хлорид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. активный ил 40 60; хлорид алюминия 11 13; опилки - остальное.

Применение активного ила в количестве 45 60% обеспечивает его утилизацию в значительных объемах, а его вяжущие свойства позволяют использовать в качестве связующего, обеспечивающего прочность изделия, достаточную для теплоизоляционного изделия. Это обусловлено тем, что активный ил содержит большое количество белковых веществ, обладающих клеящей способностью, поэтому ил играет роль связующего в производстве теплоизоляционных изделий. При высокой зольности ила (до 50% ) его тонкодисперсные неорганические вещества также повышают прочность композиционного материала.

В качестве наполнителя используют измельченные отходы древесины, что также увеличивает объем техногенных отходов. Под влиянием температуры и влажности на поверхности древесных волокон образуются активные гидроксильные и карбоксильные группы. Поверхность биологических клеток, входящих в состав активного ила, представляет собой оболочку из белков и липидов, также имеющих различные функциональные группы. Взаимодействие активных функциональных групп древесных волокон, белков и липидов позволяет получить пространственную структуру, что обеспечивает необходимую прочность.

Использование в качестве добавки хлорида алюминия обеспечивает увеличение прочности изделий и их использование в качестве теплоизоляционных. Воздействие добавки AlCl₃ · 6H₂O заключается в том, что при растворении в воде активного ила ионы Al³⁺ избирательно адсорбируются на древесных волокнах, перезаряжают их поверхность на положительную, обеспечивая этим более прочную связь с отрицательной поверхностью биологических мембран, и увеличивают прочность материала. Кроме того, ионы хлора обеззараживают активный ил и устраняют неприятный запах.

Сырьевую смесь приготавливают следующим образом.

Активный ил смешивают с хлоридом алюминия, в смесь добавляют измельченные древесные отходы в указанных соотношениях. Затем смесь перемешивают до однородной массы, укладывают в форму в количестве, необходимом для получения изделий требуемой толщины, подвергают прессованию под давлением 2,0 2,5 МПа, с помощью болтов фиксируют положение пуансона, через который передается давление на образец, затем форму с уплотненной смесью подвергают тепловой обработке при температуре 120 125^oC в течение 1 ч. После охлаждения распалубывают и при необходимости обрабатывают поверхность.

Примеры, представленные в таблице, свидетельствуют о возможности создания теплоизоляционного материала на основе активного ила и древесных отходов.

Из данных таблицы видно, что при уменьшении или увеличении количества AlCl₃ (от 11 до 13%) прочность при изгибе образцов резко снижается. Аналогичные результаты получены и при изменении количества вводимого активного ила в большую или меньшую сторону (45 60%). Следовательно, содержание хлорида алюминия 11 13% и активного ила 45 60% являются оптимальными для заявленного состава. Изобретение позволяет увеличить объем утилизации активного ила при одновременном росте прочности при изгибе готового материала по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий, включающая активный ил, наполнитель и добавку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве наполнителя измельченные древесные отходы, а в качестве добавки - шестиводный хлорид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.

Активный ил 45 60 Шестиводный хлорид алюминия 11 13 Измельченные древесные отходы Остальноек

РИСУНКИ

Рисунок 1